高三物理總練習3-4-1機械振動練習新蘇版一、選擇題1兩個彈簧振子，甲的固有頻率為100Hz，乙的固有頻率為400Hz，若它們均在頻率為300Hz的驅動力作用下振動，則()A甲的振幅較大，振動頻率是100HzB乙的振幅較大，振動頻率是300HzC甲的振幅較大，振動頻率是300HzD乙的振幅較大，振動頻率是400Hz答案B解析 因為甲、乙兩個彈簧振子都在做受迫振動，所以它們的振動頻率都等于驅動力頻率300Hz.乙的固有頻率與驅動力頻率更接近，所以乙的振動更激烈，即乙的振幅較大，選B.2(2017衡陽模擬)一質點做簡諧運動的振動圖象如下圖，質點的速度與加速度方向相同的時間段是()A00.3sB0.30.6sC0.60.9s D0.91.2s答案BD解析質點做簡諧運動時加速度方向與回復力方向相同，與位移方向相反，總是指向平衡位置；位移增加時速度與位移方向相同，位移減小時速度與位移方向相反3一質點做簡諧運動的圖象如下圖，以下說法正確的選項是()A質點振動頻率是4HzB在10s內質點經過的路程是20cmC第4s末質點的速度是零D在t1s和t3s兩時刻，質點位移大小相等、方向相同答案B解析由圖象得T4s，f0.25Hz，A2cm，選項A錯誤在第4s末質點處于平衡狀態，速度最大，C錯誤在10s內質點的路程為s4A20cm，B正確在t1s和t3s的時刻，質點位移大小相等、方向相反，D錯誤4(2017南京模擬)如下圖，一單擺懸于O點，擺長為L，若在O點的豎直線上的O點釘一個釘子，使OOL/2，將單擺拉至A處釋放，小球將在A、B、C間來回振動，若振動中擺線與豎直方向夾角小于10，則此擺的周期是()A2 B2C2() D()答案D解析根據T2，該單擺有周期擺長為L，周期擺長為L，故T，故D正確5(2017安徽高三質檢)如下圖， 彈簧振子在振動過程中，振子從a到b歷時0.2s，振子經a、b兩點時速度相同，若它從b再回到a的最短時間為0.4s，則該振子的振動頻率為()A1Hz B1.25HzC2Hz D2.5Hz答案B解析根據簡諧運動的對稱性可知，O到b、b到c的時間都是0.1s，T0.2s，該振子的周期為0.8s，頻率f1.25Hz6(2017安陽模擬)如下圖，將小球甲、乙、丙(都可視為質點)分別從A、B、C三點由靜止同時釋放，最后都到達豎直面內圓弧的最低點D，其中甲是從圓心A出發做自由落體運動，乙沿弦軌道從一端B到達另一端D，丙沿圓弧軌道從C點運動到D，且C點很靠近D點如果忽略一切摩擦阻力，那么以下判斷正確的選項是()A甲球最先到達D點，乙球最后到達D點B甲球最先到達D點，丙球最后到達D點C丙球最先到達D點，乙球最后到達D點D甲球最先到達D點，無法判斷哪個球最后到達D點答案A解析甲球運動時間t1，乙球運動時間t2，設BD傾角為，則agsin，BD長為2Rsin.故2Rsingsint，t22，丙球做簡諧運動，t32.7.一個質點在平衡位置O點附近做簡諧運動，若從O點開始計時，經過3s質點第一次經過M點(如下圖)，再繼續運動，又經過2s它第二次經過M點；則該質點第三次經過M點還需的時間是()A8s B4sC14sD.s答案CD解析設題圖中a、b兩點為質點振動過程的最大位移處若開始計時時刻質點從O點向右運動OM運動過程歷時3s，MbM過程歷時2s，顯然4s，T16s.質點第三次經過M點還需要的時間t3T2s16s2s14s，故C正確若開始計時時刻質點從O點向左運動，OaOM運動過程歷時3s，MbM運動過程歷時2s，顯然，4s，Ts.質點第三次再經過M點所需要的時間t3T2ss2ss，故D正確8.如下圖，一輕彈簧與質量為m的物體組成彈簧振子，物體在同一條豎直線上的AB間做簡諧運動，O為平衡位置，C為AO的中點，已知COh，彈簧的勁度系數為k.某時刻物體恰好以大小為v的速度經過C點并向上運動則以此時刻開始半個周期的時間內，對質量為m的物體，以下說法正確的選項是()A重力勢能減少了2mghB回復力做功為2mghC速度的變化量的大小為2vD通過A點時回復力的大小為kh答案AC解析作彈簧振子的振動圖象如右圖所示，由于振動的周期性和對稱性，在半個周期內彈簧振子將運動到D點，C、D兩點相對平衡位置對稱，因此彈簧振子的高度降低了2h，重力做功2mgh，故彈簧振子的重力勢能減少了2mgh，A項正確；回復力是該振子所受的合外力，由對稱關系知，彈簧振子過D點的速度大小與過C點時相等，方向豎直向下，因此回復力做的功等于彈簧振子動能的改變量為零，而速度的變化為vv(v)2v，B錯，C對；彈簧振子通過A點相對平衡位置的位移為2h，因此回復力Fkx2kh，D項錯二、非選擇題9大海中航行的輪船，受到大風大浪沖擊時，為了防止傾覆，應當改變航行方向和_，使風浪沖擊力的頻率遠離輪船搖擺的_答案速度頻率解析風浪沖擊力頻率要遠離輪船搖擺的頻率才不會使輪船發生共振，防止傾覆10甲、乙二人都用同一個裝置研究彈簧振子做簡諧運動的圖象，結果在長度相同的紙帶上分別留下如圖中(a)、(b)所示圖象，試求甲、乙二人拉動紙帶的速度之比答案解析設甲勻速拉動紙帶的速度為v甲，乙勻速拉動紙帶的速度為v乙因甲、乙二人使用同一實驗裝置，所以其振動周期相同，從題中圖象可看出甲在拉動紙帶時振子振動時間為T，而乙拉動紙帶時振子振動時間為，而甲、乙二人勻速拉動相同長度的紙帶，有T，T，所以.11已知單擺的振動圖象如下圖(1)讀圖可知振幅A_m，振動頻率f_Hz.(2)求此單擺的擺長l；(3)若擺球質量為0.2kg，在擺動過程中，擺球受的回復力的最大值Fm是多少？(取g10m/s2，210)答案(1)0.10.25(2)4m(3)0.05N解析(1)A0.1m，f0.25Hz.(2)因T2，則l4m.(3)Fmmgsinmg0.210N0.05N.12(2017濟寧模擬)一質點做簡諧運動，其位移和時間關系如下圖 .(1)求t0.25102s時的位移；(2)在t1.5102s到2102s的振動過程中，質點的位移、回復力、速度、動能、勢能如何變化？(3)在t0到8.5102s時間內，質點的路程、位移各多大？答案(1)cm(2)位移變大，回復力變大，速度變小，動能變小，勢能變大(3)34cm2cm解析(1)由圖可知A2cm，T2102s，振動方程為xAsin)Acost2costcm2cos(102t)cm當t0.25102s時x2coscmcm.(2)由圖可知在1.5102s2102s內，質點的位移變大，回復力變大，速度變小，動能變小，勢能變大(3)從t0至8.5102s的時間內質點的路程為s17A34cm，位移為2cm.13. (2017溫州模擬)如下圖為一彈簧振子的振動圖象，試完成以下問題：(1)寫出該振子簡諧運動的表達式(2)在第2s末到第3s末這段時間內，彈簧振子的加速度、速度、動能和彈性勢能各是怎樣變化的？(3)該振子在前100s的總位移是多少？路程是多少？答案(1)x5sint(cm)(2)見解析(3)05cm解析(1)由振動圖象可得A5cm，T4s，0則rad/s故該振子做簡諧運動的表達式為：x5sint(cm)(2)由題圖可知，在t2s時振子恰好通過平衡位置，此時加速度為零，隨著時間的延續，位移值不